Новые технологии: как догнать Запад
Россия на пороге шестого технологического уклада
Новость о том, что инженеры Выксунского металлургического завода разработали новую марки стали — 05ХГБ, не осталась без внимания национальных СМИ. Благодаря уникальным характеристикам, изделия из стали 05ХГБ можно применять в агрессивных средах и, что особенно важно, без дополнительных защитных покрытий. Фактически это начало отказа от импорта материалов для антикоррозионных покрытий трубопроводов. Однако чего греха таить, еще года три назад на новинку вряд ли обратили бы внимание. И скорей всего, по-прежнему закупали бы все необходимое на Западе.
Впрочем, если взглянуть на проблему в целом, то ситуация с производством принципиально новых материалов в нашей стране, мягко говоря, оставляет желать лучшего. Мы по-прежнему критически зависим от импорта целого ряда сплавов, а также нано-добавок, которые улучшают свойства резины, стекла, пластмассы. Однако история последнего столетия показывает, что Россия способна конкурировать с передовыми странами Запада именно, здесь — в области новых материалов и технологий их производства.
Чтобы оценить, насколько это важно, обратимся к прошлому.
Во время Великой Отечественной войны, когда металлургическая база юга страны оказалась под контролем гитлеровской Германии, на заводах Урала и Сибири освоили мартеновскую выплавку высоколегированной стали, хотя до этого использовались только электропечи. Более того, советские ученые под руководством профессора Н.И. Корнеева применили вертикальный гидравлический пресс усилием 10 тыс. т для производства металлоизделий сложной формы, в том числе коленчатых валов.
«Летающий танк» Ил-2 своему появлению на свет обязан ученым Николаю Склярову и Сергею Кишкину, которые разработали для самолета особую гетерогенную цементованную броню (Сталинская премия за 1942 г.). Оснастили самолет также прозрачной броней, состоящей из двух частей: из силикатного стекла и тыльного слоя из органического стекла. Тем самым специалисты Б.В. Ерофеев и М.М. Гудимов обеспечили нашим летчикам отличную обзорность, защитив одновременно их от огня противника. А доктор технических наук М.В. Поплавко-Михайлов разработал метод комбинированной сварки конструкционных деталей самолетов Ил-2 и Як-7, обеспечив рост производительности труда вдвое.
Без внимания наших специалистов не остались и работы по повышению надежности, мощности и ресурса авиадвигателей. Появление в распоряжении советских авиастроителей новейшего в то время жаропрочного материала для наплавки фасок клапанов — никелевого сплава ВХН1 — позволило отказаться от критически дефицитного тогда кобальта. То же самое можно сказать и о первом композитном материале — дельте-древесине, которую использовали для лонжеронов истребителей. Состоящая из слоев шпона карельской березы, пропитанных фенолформальдегидной смолой, она по прочности не уступала стали хромансиль 30ХГСА. Это позволило сэкономить 20 тыс. т цветных металлов.
Таких фактов разработки новейших материалов в годы войны — десятки, если не сотни. И как итог, «сумрачный германский гений», убежденный в своем технологическом превосходстве, был посрамлен не только в битвах, но и на научном фронте.
После ВОВ практически сразу началась «холодная война». Без разработки самого прочного на тот момент сплава В96Ц страна не имела бы надежного ядерного щита. Именно с появлением в 1957 году В96Ц производительность газовых центрифуг для получения обогащенного урана 235 увеличилась в 8 раз, а срок службы возрос с 3 до 30 лет. Тогда же в СССР была разработана вакуумно-дуговая гарнисажную печь для производства титановых сплавов. Её спроектировали инженеры Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ). И первым заводом, который получил документацию московских ученых авиационного материаловедения, был Запорожский моторостроительный завод. В том, что советская промышленность, включая авиационную и космическую, развивалась гигантскими темпами, немалая заслуга ученых, разработавших новейшие материалы.
А в 90-х годах фанатично настроенные прозападные экономисты, во главе с Егором Гайдаром, продвигавшие идеи «дикого капитализма», поставили уникальную советскую науку на грань выживания. Например, тот же ВИАМ стал банкротом. Его коллектив ожидало расформирование, а научную базу — распродажа.
Между тем, в наши дни ВИАМ получил около тысячи патентов на изобретения и является собственником 1300 секретов производства (ноу-хау). Его специалисты разработали порядка 300 марок полимерных композиционных материалов, без которых не взлетел бы «Суперджет» и был бы мертворожденным «Иркут МС-21».
Если уж разговор зашел о современных самолетах, то не секрет, что российское газотурбинное двигателестроение по многим позициям имеет пробелы. И вообще, положа руку на сердце, следует констатировать плачевное состояние этой отрасли, которую сейчас спасают за счет госпрограмм. Изменить ситуацию в лучшую сторону могут лишь принципиально новые жаропрочные сплавы. И они создаются.
В их числе — высокожаропрочные сплавы серии ВЖМ для производства лопаток турбин, интерметаллидные сплавы ВКНА/ВИН для отливок деталей горячего тракта ГТД, жаропрочный сплав ВЖ175 для дисков турбин, высокожаростойкий сплав ВЖ171 для жаровых труб (температура эксплуатация до 1250°С) и многие другие материалы. И это не все! Для того, чтобы подвинуть на мировом рынке Airbus и Boeing нужны новейшие жаро-, коррозионно-, эрозионно- и износостойкие покрытия. И они тоже созданы. Причем, для их нанесения наши ученые разработали специальную ионно-плазменную технологию высоких энергий.
Короче говоря, на старых сплавах, пластмассах, красках и так далее в 21 веке некуда не улетишь, не уедешь, не уплывешь. Впрочем, даже разработав новые материалы, нельзя гарантировать длительный ресурс их работоспособности. Чтобы войти в клуб высокотехнологических стран, российская промышленность нуждается в эффективной защите новейших материалов от коррозии, старения и биоповреждений. Фактически, речь идет о назревшем переходе на шестой технологический уклад, хотя наша экономика, за исключением ряда отраслей, находится еще на четвертом.
В целом новая промышленная революция, как показывают немецкие и японские прорывные производства, основывается на трех китах. Это — разработка специальных материалов с заданными свойствами, технологии их обработки, прежде всего аддитивные (3D печати), и неразрушающие методы контроля. Надо понимать, что роботы, станки ЧПУ, АСУ ТП, АСУП и даже микроэлектроника уже не определяют лицо национальных экономик. Эти научные и технические активы, представляющие основу пятого технологического уклада, фактически стали достоянием цивилизации.
Именно поэтому перед нашей страной, особенно перед властями, стоит задача ускоренного перехода на шестой технологический уровень. Будущее сейчас зависит в большей степени от ученых, нежели от политиков, которые, наконец-то должны отодвинуть так называемую деловую элиту на второй, а то и на третий план.
Александр Ситников